1.3. El átomo de Böhr y los espectros atómicos El modelo atómico de Böhr, que suponía que los electrones de un átomo se disponían en capas o niveles de energía , explicaba por qué los espectros de los átomos de cada elemento eran caracterí sticos y por qué el espectro de emisión era complementario del espectro de absorción . Obser va el gráfico. La energía de un electrón en una órbita depende de la carga del núcleo y de la órbita en que se encuentre. Así pues, la energía de un electrón de un átomo de Na en su órbita 3 es diferente de la energía de un electrón de un átomo de Al en su órbita 3. La energía que absorbe un electrón de un átomo de Na al pasar de la órbita 3 a la 4 será diferente a la que absorbería si fuese de Al . A medida que se avanzó en el estudio de los espectros, quienes los estudiaban encontraron que había más rayas de las que cabía esperar si el modelo de Böhr fuese el correcto. Además, el número de rayas aumentaba si los espectros se generaban en presencia de un campo magnético. Si hay más rayas, es porque los electrones pueden estar en más niveles de energía de los que había predicho Böhr. Un estudio detallado de los espectros permitió determinar cuántos subniveles podía haber en cada nivel de energía y cómo se desdoblaba cada subnivel cuando el átomo estaba en un campo magnético. Obser va la distribución en el esquema . Los subniveles de energía se identi f ican con un número (1, 2, 3…) , qu e indi ca el nivel principal , y una letra (s, p, d , f ). A partir de n 5 5, se repite el esquema de subniveles de n 5 4. En presencia de un campo magnético los subniveles p se desdoblan en 3, los d , en 5 y los f, en 7. Todos los subniveles de un tipo ( por ejemplo, los cinco 3d) se representan con líneas del mi smo color y en la mi sma horizontal porque tendrán la misma energía , salvo que estén sometidos a un campo magnético. Para que un electrón pase de una órbita interna a otra exterior, tiene que absorber un fotón. La energía de este fotón debe coincidir con la diferencia de energía de esas órbitas. Cuando el electrón pasa de una órbita exterior a otra interior, emite un fotón. La energía de este fotón es la diferencia de energía entre ambas órbitas. Electrón Núcleo Fotón emitido Electrón Núcleo Fotón absorbido Electrón Núcleo Fotón emitido Cuando el electrón de un átomo de aluminio sufre un cambio similar, emite o absorbe un fotón de energía diferente al electrón del átomo de sodio. Na, Z 5 11 Na, Z 5 11 Al, Z 5 13 Nivel principal de energía. Subniveles de energía. n = 1 1s n = 3 3d 3p 3s n = 2 2p 2s n = 4 4d 4p 4s 4f Subniveles del nivel de energía n = 4 Subniveles del nivel de energía n = 3 Subniveles del nivel de energía n = 2 Subnivel del nivel de energía n = 1 1. Los espectros atómicos y la física cuántica 24
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